基于高密度集成的小体积大功率电源系统技术方案

技术编号:46592433 阅读:1 留言:0更新日期:2025-10-10 21:26
本发明专利技术涉及电源技术领域,且公开了基于高密度集成的小体积大功率电源系统,包括:功率转换模块:采用三维堆叠式集成架构,将氮化镓或碳化硅功率半导体器件通过倒装芯片工艺垂直堆叠,相邻器件间采用多层金属互联线路实现电气连接;散热模块:包括微型散热鳍片阵列和微型风扇,所述微型散热鳍片阵列采用微纳加工技术一体成型。本发明专利技术中,在性能、能效、可靠性等方面优势显著,在空间利用与功率密度上,功率转换模块的三维堆叠架构和倒装芯片工艺,大幅缩小器件体积,嵌入式散热通道与微型散热鳍片阵列配合,在有限空间内实现高效散热与高功率输出,实现小体积电源大功率输出,满足设备小型化需求,提高电源的适用性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电源,具体为基于高密度集成的小体积大功率电源系统


技术介绍

1、小体积大功率电源是指在紧凑空间内实现高功率输出的能量转换装置,兼顾“体积微型化”与“功率最大化”的技术特性,其核心通过高频化变换技术(如开关电源替代传统线性电源)、新型半导体材料(碳化硅、氮化镓)及集成化设计,压缩变压器、电容等元件体积,同时提升能量转换效率(可达90%以上),常见于航空航天设备、便携医疗仪器、高性能服务器等场景,需满足严苛散热设计(如液冷、相变材料)以解决功率密度提升带来的发热问题,相比传统电源,它在无人机续航优化、新能源汽车车载电源小型化等领域优势显著,代表着电源技术向“轻量高效”发展的重要方向,需平衡体积、功率、散热及成本间的技术矛盾。

2、目前大多数电源受限于生产工艺,其功率与体积往往呈正相关,致使大功率电源普遍体积庞大,严重影响实际使用场景的适配性,同时,作为设备能源供应的核心部件,传统电源一旦发生故障,将直接导致设备停机,为此我们提出基于高密度集成的小体积大功率电源系统。


技术实现思路>

1、本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.基于高密度集成的小体积大功率电源系统,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的基于高密度集成的小体积大功率电源系统,其特征在于:所述控制模块的输出端电性连接有功率转换模块,控制模块用于实时监测和调节功率转换模块的工作状态,实现对电源系统的高精度控制,所述功率转换模块的输出端电性连接有输入输出接口模块,所述输入输出接口模块的输出端电性连接有能量回收模块,用于回收电源系统内部产生的浪涌能量和待机损耗能量,所述能量回收模块的输出端与功率转换模块的输入端电性连接,所述控制模块的输出端电性连接有散热模块,所述散热模块的输出端与功率转换模块的输入端电性连接,所述功率转换模块的输出...

【技术特征摘要】

1.基于高密度集成的小体积大功率电源系统,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的基于高密度集成的小体积大功率电源系统,其特征在于:所述控制模块的输出端电性连接有功率转换模块,控制模块用于实时监测和调节功率转换模块的工作状态,实现对电源系统的高精度控制,所述功率转换模块的输出端电性连接有输入输出接口模块,所述输入输出接口模块的输出端电性连接有能量回收模块,用于回收电源系统内部产生的浪涌能量和待机损耗能量,所述能量回收模块的输出端与功率转换模块的输入端电性连接,所述控制模块的输出端电性连接有散热模块,所述散热模块的输出端与功率转换模块的输入端电性连接,所述功率转换模块的输出端与控制模块的输入端电性连接。

3.根据权利要求1所述的基于高密度集成的小体积大功率电源系统,其特征在于:所述控制模块包括冗余保护模块、智能管理模块、数据存储模块、主控制单元和备用控制单元。

4.根据权利要求1所述的基于高密度集成的小体积大功率电源系统,其特征在于:所述功率转换模块内部设置嵌入式散热通道,所述散热通道与模块表面的微型散热鳍片阵列连通,以在减小模块体积的同时实现高效散热与功率转换;所述功率转换模块内还设有纳米介电复合材料绝缘层,所述纳米介电复合材料绝缘层包裹在功率半导体器件及金属互联线路外侧。

5.根据权利要求1所述的基于高...

【专利技术属性】
技术研发人员:韩晋郭书清
申请(专利权)人:太原永明恒动源电子有限公司
类型:发明
国别省市:

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